平面直角坐标系中 $xOy$ 中,$P$ 是不在 $x$ 轴上的一个动点,过 $P$ 作抛物线 $y^2=4x$ 的两条切线,切点设为 $A,B$,且直线 $PO\perp AB$ 于 $Q$,$R$ 为直线 $AB$ 与 $x$ 轴的交点.
【难度】
【出处】
2014年全国高中数学联赛(一试)
【标注】
  • 题型
    >
    解析几何
    >
    圆锥曲线的定点定值问题
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    直线与圆锥曲线
    >
    切点弦方程
  • 知识点
    >
    函数
    >
    函数的图象与性质
    >
    函数的最值和值域
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    数学建模
  1. 求证:$R$ 是定点;
    标注
    • 题型
      >
      解析几何
      >
      圆锥曲线的定点定值问题
    • 知识点
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      解析几何
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      直线与圆锥曲线
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      切点弦方程
    答案
    定点 $R(2,0)$
    解析
    设 $P(m,n)$,则 $AB:ny=2(x+m)$,根据题意,直线 $PO$ 与直线 $AB$ 垂直,于是\[\dfrac nm\cdot \dfrac 2n=-1,\]因此 $m=-2$.进而 $R(2,0)$ 为定点.
  2. 求 $\dfrac{PQ}{QR}$ 的最小值.
    标注
    • 知识点
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      函数
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      函数的图象与性质
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      函数的最值和值域
    • 方法
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      思考方式
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      数学建模
    答案
    $2\sqrt 2$
    解析
    因为 $m=-2$,所以直线 $PO$ 的斜率 $k_{1}=-\dfrac n2$,直线 $PR$ 的斜率 $k_{2}=-\dfrac n4$.
    设 $\angle OPR=\alpha$,则 $\alpha$ 为锐角,且\[\begin{split}\dfrac {PQ}{QR}&=\dfrac {1}{\tan \alpha}=\left|\dfrac {1+k_1k_2}{k_1-k_2}\right|\\&=\dfrac {8+n^2}{2|n|}\geqslant \dfrac {2\sqrt {8\cdot n^2}}{2|n|}\\&=2\sqrt 2,\end{split}\]当 $n=\pm 2\sqrt 2$ 时,$\dfrac {PQ}{QR}$ 取到最小值,为 $2\sqrt 2$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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